近年、水資源の不足及び汚泥処理問題の突出に伴い、汚水資源化及び汚泥減量化の要求が日増しに切迫しており、膜バイオリアクターを代表とする新技術が応用され始めている。
膜バイオリアクター(Membrane Bioreactor、略称MBR)は膜分離技術と生物処理ユニットを結合した新型汚水処理技術である。処理効率が高く、運行が安定し、水が再利用要求を満たすことができるなど多くの利点があり、広く注目されている。
富日FR-MBR一体化汚水処理設備は徐州市富日環境保護科学技術有限公司が自主開発した膜バイオリアクターを基礎として、生活汚水と病院汚水処理に特化した環境保護設備であり、その核心技術は一体化汚水処理設備の中のFR-MBR膜バイオリアクターであり、
FR-MBR技術の鍵は、兼酸素環境を構築し、微生物共生原理を利用して、嫌気性菌、兼酸素菌、好気性菌などの多種類のコロニーが共存する複合菌群を育成し、膜を利用して濃縮して高濃度の微生物菌群を形成し、下水中の炭素(C)、窒素(N)、リン(P)などの汚染物は複合菌群の「食品」となり、複合菌群代謝を利用して汚染物を除去するとともに、複合物菌群間に食物連鎖を形成し、システム中の有機生物残体はすべて食物連鎖中の他の生物に消化分解され、下水処理過程中に有機汚泥を排出せず、兼酸素膜生物反応器技術(略称「FR−MBR技術」)。この技術システムにおける各反応は同期して行われ、高効率の脱窒機能を有するだけでなく、下水中の炭素、窒素、リンなどの汚染物と汚泥の同期処理を実現し、伝統技術の有機汚泥量が大きく、処理が必要な難題を効果的に解決し、これはこの技術の独自の優位性となった。
FR-MBR技術は伝統的な汚水処理:生化学―沈殿分離―ろ過―消毒―汚泥脱水乾燥―汚泥処理などの多くの段階を合併、高度に集積し、汚水と有機余剰汚泥の同時処理を実現する。この技術のより大きな特徴は余剰汚泥を排出しないことである。また、出水は直接再利用でき、二次汚染問題はほとんどなく、処理効率を大幅に向上させ、処理技術を大幅に簡略化した。これがFR-MBRの伝統的な汚水処理技術に対する突破である。
富日FR−MBR技術は日に数十トンの水量を処理するための一体化下水処理装置もあれば、日に数万トンの水量を処理する下水集中処理工事もあり、その適用処理水量は1 t/dから10万t/dまで様々で、集中処理も分散処理もでき、適応性が強い。
FR−MBR技術の主な特徴は:
(1)処理効果が良く、水が再利用レベルに達することができる
膜の効率的な滞留作用により、反応器内の活性汚泥濃度は大きく、汚染物の除去効率は高く、出水は『都市汚水再生利用都市雑用水水質』より達成し、優れている
(GB/T 18920-2002)標準で、汚水の近くでの再利用を実現することができる。
(2)汚泥発生量が小さい
富日FR−MBRプロセスは有機汚泥のシステム中での自己消化を強化することにより、有機汚泥のシステム中での大幅な減量を実現した。同時にシステムは無排泥方式で運行し、汚泥自身の消化速度は動的平衡に達し、反応器内は進水水質と整合する高濃度活性汚泥を維持し、有機余剰汚泥をほとんど排出しない。
(3)同時脱窒によるリン除去
富日FR−MBRプロセスは気化リン除去微生物の生化学システムにおける割合を高めることにより、「気化リン除去」効果を強化し、伝統的な泥除去リン除去の技術観念を突破した。システムは反応器の構造を最適化することによって、システムの窒素除去リン除去効果を強化し、単一膜バイオ反応器の連続式高効率窒素除去リン除去を実現し、国内外の高効率窒素除去リン生物化学処理技術レベルに達した。
(4)運転エネルギー消費量が低い
富日FR−MBRプロセスは伝統的な単一好気膜バイオリアクタープロセスの好気性微生物を主とする菌相構造を変更し、酸素利用率を高めることにより、システム生化学的酸素要求量及び曝気洗浄の無効エネルギー消費を減少させ、この技術を各技術指標が通常生化学プロセスより優れている場合、運行コストは通常生化学プロセスと相当する。
(5)無人化が可能
富日FR−MBRプロセスシステムはPLC自動制御を採用することにより、基本的に無人運転を実現でき、廃水処理ステーションのオペレータの配備数と労働強度を大幅に削減した。
(6)ランニングコストが低い
FR−MBRプロセスの敷地面積は通常のプロセスより大幅に減少し、配置が柔軟で、システムは運行エネルギー消費を低減することにより、トン水処理コストは0.3〜0.5元にとどまった。